一种铜铝复合材料连铸连轧复合生产线及其制作工艺的制作方法

本发明涉及铜铝复合材料，尤其涉及一种铜铝复合材料连铸连轧复合生产线及其制作工艺。

背景技术：

1、铜铝复合带的一面是铜、另一面是铝，铜和铝形成分子间的物理结合，用于导电性材料。比如新能源电池电极，需要大长度的铜铝复合带材做原材料；又比如铜铝接头、电气装备、电子用排、电子用带等，都需要铜铝复合带材做原材料。因此，铜铝复合带是一种功能性材料，应用非常广泛。

2、由于在500℃以上的温度环境下铜铝会形成粉末相、两者无法粘合，故铜与铝的复合只能在低于500℃的温度下进行压合、并形成物理结合。且当铜的温度升到80℃以上后，铜就会出现表面氧化，造成铜无法与铝形成复合粘合，故铜铝实际复合都是在室温下的冷轧或冷拉复合。因铜铝冷加工复合必须有大的加工量，理论结合加工量在81％以上，实际结合加工量至少在90％以上，才可能将铜和铝结合在一起。目前，主流的铜铝复合带的加工生产用的是方块铜和铝锭，采用大的加工变形量，冷轧复合成板材，之后，再将铜铝复合板材切成铜铝复合带，在冷加工制作铜铝排带时，需要大厚度的铜排和铝排轧制，而大厚度的铜排和铝排无法成带卷，只能采用直排的铜排和铝排，且长度不会超过12米，形成不了大长度，效率低，也就不能连续地挤压生产出铜铝复合带。

3、另外，专利号为201811307901.x的一种高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧-深冷轧制复合制备方法的专利中公开了一种连续热轧-冷轧制作铜铝复合板材的工艺，依然需要使用到冷轧工艺，其步骤“第三步写到冷却至室温”，那么就决定该工艺不可能实现真正的连续不间断生产，初步热轧后的产品，需要进行冷却到室温后，再进行深冷处理至-190～-100℃，无法实现连续生产。在其授权文本中专利名称改名为“一种高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的制备方法”也可得到证实。

4、因此，现有的铜铝复合带加工技术中存在工艺流程长、成材率低、成本偏高、不能实现连续生产等问题，需要进行改进。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种铜铝复合材料连铸连轧复合生产线及其制作工艺，实现连铸连轧。

2、本发明提供如下技术方案：一种铜铝复合材料连铸连轧复合生产线，包括依次设置的铜带开卷机、铝熔化炉、铸轧机、热轧机和收卷机，所述铜带经铜带开卷机后接入铸轧机的铸轧辊，所述铝熔化炉的铝液接入铸轧机的铸嘴，所述铸轧机与铜带开卷机之间设有清除铜带表面氧化物和污染物的洁净装置,所述铸轧机轧辊直径500-1300mm，所述铸轧机辊辊面宽度500-1300mm。

3、一种铜铝复合材料连铸连铸复合制作工艺，使用上述生产线生产铜铝复合材料，其步骤如下：

4、s1：铝熔化炉中将铝原材加热使其熔化成铝液；

5、s2：将铜带放卷后接入洁净装置内去除表面氧化物和污染物；

6、s3：将铜带接入铸轧机的轧辊上，铝液通过铸嘴的注口，将铝液注入到轧辊上，所述轧辊内设有冷却系统，铝液凝固并在铸轧机内铸轧复合在洁净的铜带表面，得到铜铝初步复合材料；

7、s4：铜铝初步复合材料接入多道热轧辊热轧成型得到目标铜铝复合材料；

8、s5：制得的目标铜铝复合材料接入收卷机收卷。

9、进一步地，所述步骤s1中，加热温度在690-780℃。

10、进一步地，所述步骤s3中铝液降温到380-420℃结晶。

11、进一步地，所述步骤s3中铝液与铜带复合时处于惰性气体保护之下。

12、进一步地，所述步骤s3中铸轧辊的压力控制在1200吨以上。

13、进一步地，所述步骤s5中目标铜铝复合材料铜面宽度100-1200mm。

14、进一步地，所述步骤s5中目标铜铝复合材料厚度公差6μm以内。

15、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

16、1、本发明为连铸连轧工艺，采用液态铝和固态铜在铸轧机中初步铸轧复合，再经多道热轧程序最终成型，过程连续，可连续生产，极大的提高了生产效率。

17、2、本发明使用液态铝与固态铜，铜带与铝液接触之前，铜带为常温状态，不仅不需要额外对铜带进行加热，也避免了铜带本身高温发生氧化。铜带和铝液进入铸轧机中后，使用惰性气体进行保护，常见使用氮气或氩气，铜带与铝液之间的接触面不会发生氧化，保障了铜铝复合强度和产品品质。

18、3、连续热轧，采用的是铝液与铜带复合之后的余热，实现热轧，无须对铜铝复合材料再次加热，即可完成热轧工艺，不仅工艺流程简单，而且节约了能源。

技术特征：

1.一种铜铝复合材料连铸连轧复合生产线，其特征在于：包括依次设置的铜带开卷机、铝熔化炉、铸轧机、热轧机和收卷机，所述铜带经铜带开卷机后接入铸轧机的铸轧辊，所述铝熔化炉的铝液铸轧机的铸嘴，所述制得铜铝复合材料经多道热轧辊热轧后接入收卷机。

2.一种铜铝复合材料连铸连轧复合制作工艺，其特征在于：使用上述权利要求1所述生产线生产铜铝复合材料，其步骤如下：

3.根据权利要求1所述的一种铜铝复合材料连铸连轧复合生产线，其特征在于：铸轧机轧辊直径500-1300mm，辊辊面宽度500-1300mm。

4.根据权利要求2所述的一种铜铝复合材料连铸连轧复合制作工艺，其特征在于：所述步骤s1中，加热温度在690-780℃。

5.根据权利要求2所述的一种铜铝复合材料连铸连轧复合制作工艺，其特征在于：所述步骤s3中铝液降温到300-420℃结晶。

6.根据权利要求2所述的一种铜铝复合材料连铸连轧复合制作工艺，其特征在于：所述步骤s3中铝液与铜带复合时处于惰性气体保护之下。

7.根据权利要求2所述的一种铜铝复合材料连铸连轧复合制作工艺，其特征在于：所述步骤s3中铸轧辊的压力控制在1200吨以上。

8.根据权利要求2所述的一种铜铝复合材料连铸连轧复合制作工艺，其特征在于：所述步骤s5所述目标铜铝复合材料铜面宽度100-1200mm。

9.根据权利要求2所述的一种铜铝复合材料连铸连轧复合制作工艺，其特征在于：所述步骤s5所述目标铜铝复合材料厚度公差6μm以内。

技术总结本发明涉及铜铝复合材料技术领域，且公开了一种铜铝复合材料连铸连轧复合生产线，包括依次设置的铜带开卷机、铝熔化炉、铸轧机、热轧机和收卷机；还公开了一种铜铝复合材料连铸连轧复合制作工艺，包括铝熔化炉中将铝原材加热使其熔化成铝液；将铜带放卷后接入洁净装置内去除表面氧化物和污染物；将铜带接入铸轧机的轧辊上，铝液通过铸嘴的注口，将铝液注入到轧辊上的铜带上，所述轧辊内设有冷却系统，铝液凝固并在铸轧机内铸轧复合在铜带表面，得到铜铝初步复合材料；铜铝初步复合材料接入多道热轧辊热轧成型得到目标铜铝复合材料；制得的目标铜铝复合材料接入收卷机收卷等步骤。本发明实现连铸连轧，不仅生产效率高，且工艺流程简单，节省能耗。技术研发人员：简文彬,杨亚峰,蒋振莹,韩合法,黄振宇,付小龙受保护的技术使用者：安徽安坤新材科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27